Dijital Teknoloji

[kodoman 0]

Forumdan bir arkadaşın isteği üzerine dijital teknoloji üzerine bu başlığı açıyorum. Zamanla içeriğini genişletiriz.

Önce temel elektronik üzerinde kısaca bir geçeyim. Sadece fikir vermesi amacıyla. Herhangi bir arama motoru ile Temel Elektronik diye aratırsanız, daha ayrıntılı bilgi edinebilirsiniz.

Elektrik sözkonusu olduğunda maddeler üçer ayrılır; iletken, yalıtkan ve yarı iletken. Her maddenin bu özelliği atomik niteliklerinden belirlenir. Elektronikçilerin, fizikçilere nazaran bir hayli yalın ve indirgeyici bir atom modeli vardır. Çekirdek ve etrafında, yörüngelerinde dönen elektronlar. Elbette elektronla eşleşmeleri için protonlarda önemlidir ama bir maddenin elektriksel niteliklerinin büyük bir kısmı için elektron(veya tabii ki proton) adeti bilgisi yeterlidir. Elektronikçi atom modelinde, fizikçilerinkinin aksine elektronlar yörüngelerinde dönerler. Ve bu yörüngelerin sıralamasına göre belirli bir sayıda elektron barındırabilirler. Çekirdeğe en yakın yörüngeden itibaren: 2, 8, 18 ... 2 . n . 2 (n=yörünge). Elektronikçiler için önemli olan atomun son yörüngesi ve bu yörüngedeki elektron sayısıdır. Son yörüngeye Valans Yörüngesi denir ve bu yörüngede en fazla 8 elektron bulunabilir ve atomlar son yörüngeyi 8'e tamamlamaya veya fazlalık olan elektrondan "kurtulma" eğilimdedirler. İşte bu "eğilim" elektronikçilerin oyun sahasıdır. Bir maddenin iletken, yalıtkan ve yarı iletken olduğunu bu valan yörüngedeki elektron sayısı belirler. Valan yörüngede 4'ün altında elektron barındıran atomlar iletken, 5'in üstündekilerde yalıtkandır. 4 ile 5 elektron barındıranlarsa yarı-iletkendir. Daha çok yarı iletken olarak 4 elektronlu maddeler tercih edilir. Bir atomun valan yörüngesi çekirdekten ne kadar uzak ve ne kadar az elektron barındırıyorsa o kadar iyi iletkendir. Tersi durumda da o kadar iyi yalıtkandır. İletken olarak en çok tercih edilen 29 protonu bulunan, valan yörüngesinde 1 elektron barındıran bakırdır, entegrelerde ise alüminyum tercih edilir. Bilindiği gibi bakır oksitlenir ve bu entegre için hiç iyi bir şey değildir. Ama yüksek teknoloji ürünü işlemci gibi bazı entegrelerde bu sorunun üstesinden gelen bir teknoloji ile bakır kullanılıyor. Gümüş bakırdan daha iyi iletkendir ama daha nadir bulunduğu ve haliyle daha pahalı olduğu için, özel kullanımlar dışında pek tercih edilmez. Aslında bu konu hakkında yaygın bir tartışma vardır. En iyi iletkenin altın olduğuna dair bir efsane dolaşır, ama gerçek öyle değildir: http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ett...mp;soru_id=3223

Elektriğin konvansiyonel keşfinden beri, iyi kötü iletken ve yalıtkanlar biliniyordu. Ama yarıiletkenler 50'lerin başında diyot ve transistörün icadına kadar bilinmiyordu. Daha önce dediğim gibi, valans yörünge en fazla 8 elektron barındırabilir ve atomlar, valans yörüngeyi ya 8'e tamamlama, ya da fazlalıklardan kurtulma eğilimindedir. İşte yarı iletkenler bu noktadaki belirsizlikleri sayesinde bu niteliği kazanıyorlar. 4 elektrondan kurtulmakla, 4 edinmek eş değer enerji gerektirdiği için bir belirsizlik oluşuyor. Bundan yararlanarak, bu atomların arasına 3 veya 5 valans elektronlu -milyonda bir kaç tane- atomlar katarak, yeni elektriksel niteliklere sahip maddeler elde ediliyor. 5 valans elektronlu(örn: Arsenik) madde eklendiğinde N Tipi(Katot), 3 valans elektronlu(örn: Bor) P-Tipi(Anot) madde elde ediliyor. Ve bunları birbirine temas ettirdiğinizde, yalnızca tek yönde elektrik iletimine olanak veriyorlar(Diyot). PNP veya NPN şeklinde bir sıralama ile temas ettirdiğinizde ise ortadaki maddenin tipine göre anahtarlama yapabileceğiniz bir komponent, transistörü elde ediyorsunuz. Dijital teknolojinin kilit bileşeni transistör.

Bir sonraki iletide bu yarı iletkenlerle mantıksal ve matematiksel işlemlerin nasıl yapıldığını anlatacağım.

Biliyorum, çok temelden girdim ama dijital teknolojiyi anlamak için az da olsa bunları bilmek gerekiyor.

[Fuzûlî 0]

Az sonra uzun bir yolculuğa çıkacağım, kalktım bakayım dedim haberlere, sonra foruma bir göz atayım dedim, ne gördüm! Kodo Baba kendisinden 1 aydır açmasını istediğim başlığı tam da bugün açmış.

Durdun durdun tam yola çıkacağım dakikaları mı buldun başlığı açmak için Kodo! Nefis zamanlama.

Gerçi geceleri girerim internete ama yine de bir kaç gün performans bekleme benden.

İlk ileti harikulade ve gayet açıklayıcı. Çok güzel bir yerden mevzuya girmişsin.

Orbitaller ve elektron dizilimleri veya maddenin iletken veya yarı-iletkenlik özellikleri sanırım bilgisayarlardaki 2'li sayma düzeni ile bağlantılı. HErhalde elektrik göndermek ve göndermemek üzerine kurulu bu sistem ve o nedenle 2'li sayma düzeni kullanılıyor. Yani elimizde ikili sayma sistemi varsa bu yapılması gereken iki işlem (Elektrik yolla ve yollama) olduğunu mu gösteriyor? Tabii bunların ardarda dizilişleri daha sofistike işlerin yapılmasına da cevaz veriyor olabilir.

Tamamen sallıyorum tabi. Erken de dalmış olabilirim konuya. Sen iyisi mi kafandaki şablonu bozma Kodo.

Bir sonraki iletinde transistörü de açıklar mısın? Anlamadığım tek mevzu o oldu.

Ağustos 16, 2009 tarihinde Fuzûlî tarafından düzenlendi

[anibal 0]

Anlamadığım şey, dijital teknolojiyi anlamak için, transistörü nedne anlamanız gerektiği?

Bu, dijital teknoloji ile uğraşacak bir elektronikçi için iyi bir giriştir, ama sokaktaki adam için pek bir anlam ifade etmez, kafayı karıştırır.

Dijital teknoloji, ölçme tekniğine dayanır. Teoriye göre, var olan her şey ölçülebilir. Ölçülebilen her şey de, sayısal olarak ifade edilebilir.

Diğer yandan sayılar, sabit olan bir şeyleri simgeleyebilecek şekilde kullanılabilir. Örneğin, alfabe harflerin her birini birer sayı olarak ifade edebilirsiniz.

Bunun avantajı şudur. Sayı olarak ifade edilebilen her şeyi karşılaştırabilir ve üzerinde işlem yapabilirsiniz. İşte dijital teknoloji denen şey budur.

Basitçe, ortamda ne kadar ışık var ölçebilirsiniz. Işığa duyarlı bir şey koyarsınız. Işık geldikçe daha fazla elektrik akımı geçirir. Siz bu akımın değerine bakarak ışık miktarını, aydınlık mı, karanlık mı öğrenebilirsiniz. Karanlık ise bir lambanın yanmasını sağlayabilirsiniz.

Bu noktada, temel yöntem, ışık değeri olan akımla, bir referans akımı karşılaştırmaktır. Bu akımlar sayıyla, 3 amper, 5 amper gibi ifade edilebilir. Fakat burada şöyle bir sorun mevcuttur. Elektronik sistemler, doğrusal olarak çalışmakta başarılı değillerdir. Basitçe, siz 3 amper geçiyor mu karşılaştıması yapmak istersiniz, ama o alet gider 4 amper geçiyor mu bunu ölçer. Bundan da haberiniz olmayabilir. Bir lambayı yakmaktan daha karmaşık işler düşününce, bu tam bir sorun olur.

Bu yüzden, işlenecek veriler, tam anlamıyla sayısallaştırılır. Yani, sayıya çevrilir. Artık akımlar değil, sayılar vardır. Bu karşılaştırma hatalarını vs. kesinleştirip kompanze edebilmek için, ölçüm, akım var / akım yok gibi kesin, siyah ve beyaz şeklinde değerlere çevrilir. Birden fazla değer kullanılarak ikili sayma sistemine uygun olarak, hemen her şey sayıya dönüştürülüp işlenebilir hale gelmiş olur.

İşte dijital teknoloji bu demektir. Her şey öncelikle sayılarla ifade edilecek şekle çevrilir. Sonrada bu sayılar üzerinde istenen atraksiyonlar yapılır.

Örneğin, görüntü, önce küçük parçalara ayrılır. Bir fotoğraf mesela.. Bu fotoğraf, yukarıdan aşağıya bir sürü satıra bölünür. Diyelim bin satır. Her bir satırda bin sütuna bölünür. Her bir satır ve sütunun kesişimine tekabül eden bölge, bir nokta olarak kabul edilir. Bu notanın ışık değeri sayısal olarak ölçülür. Sonra bu ışık değerleri birer sayı olarak işlenip saklanabilir. Böylece fotoğraf sayısallaştırılmış olur.

Dijital teknoloji demek, sayılarla ifade edilebilen şeyler üzerinde çalışmak demektir.

[drekinci 0]

Digital teknoloji elbette sayıya dönüştürme işi.

Ancak bu teknolojinin temelleri, dayanakları ve yöntemleri nasıl?

İşte merak edilen de bu.

Elektronik zaten başlı başına bir alan, bir bilim dalı. Ne kadar basitleştirirseniz basitleştiriniz yine de pek çok insan bir şey anlamayabilir.

Konu en iyi ve basit nasıl anlatılabiliyor ise o şekilde anlatmak gerek. Anlamayan da anlamak istiyorsa biraz kendini geliştirmesi gerekecek.

Bence kodoman'ın girişi güzel. Elektronlardan elektroniğe geçiş ve buradan da digital teknolojiye geçiş nasıl oluyor. Merakla beklemekteyim.

Sevgiler.

[kodoman 0]

Anlamadığım şey, dijital teknolojiyi anlamak için, transistörü nedne anlamanız gerektiği?

Haklısın, dijital teknoloji için elektronik ve transistör bilgisi şart değil. Ama, mevcut dijital uygulamaların nasıl yapıldığına dair ilgi ve merak var. İnsanlar, bu bilgisayar ve dijital ürünlerin nasıl çalıştığını merak ediyorlar.

Aslında bu konuyu açmakta fayda var: Elektronik, günümüzde dijital teknolojiyi uygulamanın, en pratik ve konvansiyonel yolu. Ama dijital teknoloji, elektronik olmak zorunda değildir. Mesela, bir aile dostumun ağabeyi Almanya'da bir enstitüde, ışığın anahtarlanmasını gerçekleştirmek üzerine çalışıyordu. Yani, ışıkla dijital teknolojiyi uygulamaya çalışıyorlardı, ama gerçekleştirilemeyince projeye son verilmişti yanılmıyorsam.

[kodoman 0]

Orbitaller ve elektron dizilimleri veya maddenin iletken veya yarı-iletkenlik özellikleri sanırım bilgisayarlardaki 2'li sayma düzeni ile bağlantılı. HErhalde elektrik göndermek ve göndermemek üzerine kurulu bu sistem ve o nedenle 2'li sayma düzeni kullanılıyor.

Elektrik var(1), elektrik yok(0). Bu yüzden ikili sistem kullanılıyor.

Aslında, 0'da dahi elektrik olabilir. Bir voltaj eşiği vardır, onun altındakiler 0'dır. Mesela en eski dijital uygulama iskeleti ttl'de 5 volt kullanılır, ve 2,5 voltun altındaki değerler 0 olarak varsayılır.

Yani elimizde ikili sayma sistemi varsa bu yapılması gereken iki işlem (Elektrik yolla ve yollama) olduğunu mu gösteriyor? Tabii bunların ardarda dizilişleri daha sofistike işlerin yapılmasına da cevaz veriyor olabilir.

Evet, yaklaşık olarak böyle.

Tamamen sallıyorum tabi. Erken de dalmış olabilirim konuya.

İyi sallıyorsun

[kodoman 0]

Bir sonraki iletinde transistörü de açıklar mısın? Anlamadığım tek mevzu o oldu.

Aslında transistör, temelde bir bakıma iki tane diyodun uç uca bağlanmış halidir.

Diyodun tek yönde akım geçirdiğini söylemiştin. Anot'a (+), katota (-) uygulanmadığı sürece akım geçirmez. Şimdi, iki diyodu anot-katot-katot-anot(PNP) biçiminde uç uca bağladığımızı ve dışlarda kalan iki anot ile katotlardan birinden uç çıkardığımızı düşünelim. Güç kaynağının (+) ucunu anotlardan birine, boşta kalan anot ucu küçük bir ampüle ve ampülün boşta kalan ucunu güç kaynağının (-) ucuna bağladığımızı düşünelim. Bu durumda hiç bir şey olmaz. Diyotların katot uçlarına akım vermediğimiz ve devreyi tamamlamadığımız için(aslında elektronikte "polarlanmadığı" için denir ama...) bileşen, yani transistör akım geçirmez. Ama boştaki katotu, güç kaynağının (+) ucuna bağlarsak, devre tamamlanır ve transistör üzerinden akım geçmeye başlar ve ampül yanar. Aslında, ampül bir çok transistörün kaldırabileceğinden daha fazla akım çeker ama... neyse

[anibal 0]

>>> Aslında transistör, temelde bir bakıma iki tane diyodun uç uca bağlanmış halidir.

Bu gibi basit bir açıklama daha faydalı olur. Zaten dijital elektronikte yaygın olarak tipik transistörler kullanılmaz. TTL için kullanılan transistörler bile özel tiplerdir. Kullanılan genelde, FET'lerdir..

Transistörün üç bacağı vardır. Emiter, kollektör ve beyz.. Emiter ile kollektör arasına volta uyguladığında, buradan hiç bir akım akmaz. Ama emiter ile beyz arasına da bu anda bir voltaj daha verirsen, o zaman transistörün kollektör emitör arasında akım geçmeye başlar. Bu çok kaba, çok lanettayn bir anlatımlada olsa, transistörün ne olduğunu izah etmeye kafidir.

Lisede ohm jkanunu, kirşof kanunu filan öğretilir. Seri bağlı direnler üzerindeki gerilim düşümleri.. İşte bu atraksiyonlar kullanılarak, beyz voltajı öyle düzenlenebilir ki, transistör, bir referans noktadaki gerilime göre akım iletebilir veya iletmeyebilir. Öyleki, akım iletme için referans gerlimin var olması, yok olmaıs, şu volttan küçük olması, bu volttan büyük olması gibi durumlar kolayca tanımlanabilir.

Böylece, uygun şekilde transistörleri bağlarsan, iki giriş ucundaki voltajlarla ifade edilen ikili sayı basamaklarını karşılaştırabilir, işlem yapabilirsin. İşte dijital teknolojinin kalbi bu mevzudan başlar..

[Fuzûlî 0]

Kodoman şu an yazacak durumda değilim pek, çünkü biraz okuma yapmam gerekiyor. Lütfen devam et. Anibal senin de katkılarını bekliyorum.

Örneğin, görüntü, önce küçük parçalara ayrılır. Bir fotoğraf mesela.. Bu fotoğraf, yukarıdan aşağıya bir sürü satıra bölünür. Diyelim bin satır. Her bir satırda bin sütuna bölünür. Her bir satır ve sütunun kesişimine tekabül eden bölge, bir nokta olarak kabul edilir. Bu notanın ışık değeri sayısal olarak ölçülür. Sonra bu ışık değerleri birer sayı olarak işlenip saklanabilir. Böylece fotoğraf sayısallaştırılmış olur. "

Işığın değerinin sayısal olarak ölçülmesini biraz açaar mısın? Bu nasıl oluyor tam oılarak?

[anibal 0]

Işığın değeri doğrudan sayısal olarak ölçülebilir: ışık var: 1, ışık yok 0 ... Bu iş için bir fotosel yeter. Ama bu iğne vuruşlu yazıcıdan resim bastırmak gibi bir netice verir:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/lennabm.gif

Bu nedenle, ışığın değeri önce seviyesini voltajla ifade edecek şekilde ölçülür. Yani tam karanlık sıfır iken, en kuvvetli ışık 10V gibi. Sonra bu değer, analog dijital çevirici denen düzeneklerle sayısal değere dönüştürülür. Böylece siyah beyaz fotoğraf dediğimiz şey elde edilir:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/lennags.gif

Siyah beyaz resim, temel prensibi anlamaya kafidir. Renkli resim işi düşünülürse, bu durumda renkleri ayrı ayrı ölçmek daha ucuz bir yoldur. Aslında renk, ışığın frekansıdır. Biz bu noktaya kadar ışığın frekansına bakmadık, sadece gücünü, genliğini, şiddetini ölçtük.. Her bir noktadaki ışık frekansıda ölçülüp renk bilgisi olarak düşülebilir. Ama bu zordur, pahalıdır. Bunun yerine bir hileye başvurulur. İnsan gözü bu işi, 3 farklı özelleşmiş hücre türü ile sağlar. Bu hücreler, düşük frekansa (kırmızı), orta frekansa (yeşil) ve yüksek frekansa (mavi) tepki verirler. Eğer ışığın frekansı düşük ile orta arası ise, bu durumda her iki hücrede ışık sinyali algılar, ama daha düşük şiddet olarak yorumlar. Eğer göze 100 watlık ampül gücünde kırmızı ışık gelirse, sadece kırmızı gören düşük frekansa duyarlı hücreler, bunu 100 birim gücünde gelmiş olarak algılar, diğerleri ışık yok şeklinde görür. Eğer 100W yeşil ışık gelirse, sadece orta frekanslı hücreler bunu 100 birim gücünde algılar. Ama sarı ışık gelirse, bu kez hem kırmızı gören, hem yeşil gören hücreler ışığı 50'şer birim olarak algılar. Beyin bunu birleştirir ve rengin sarı olduğu algısını ortaya koyar..

İşte bu algı mevzusu, renkli resim için kullanılır. Bu defa, satır ve sütunlara sıralanmış olan Kırmızı, yeşil ve mavi algılayıcı hücreler, 3 farklı sinyal üretir ve bu değer, RGB değeri olarak sayısal hale çevrilir..

Eğer paintbrush gibi bir piksel düzenleme programınız varsa, yukarıdaki resimleri büyüterek durumu gözlerinizle görebilirsiniz..

Şu forumun gif, png vs. göstermeme kaprisine bir çözüm bulunsa, anlaşmak daha kolay olacak gerçi..

[murteddd 0]

anibal, senin bilmediğin bi mok yok mu?

evrensel deha mısın nesin bilader?

demek ki türkten evrensel deha olunca işte böyle küfürbaz oluyor.

tamam, şimdi sayısal verinin kaydedilip saklanmasıyla ilgili birşeyler somutlaştı kafamda.

peki analog kayıtlarda veri nasıl kaydedilip, sonrasında nasıl tekrar oluşturuluyor?

bir zahmet aynı düzeyde bunu da açıklayabilir miyiz acaba?

belki kodoman bu kısma sonradan girmeyi düşünüyordur ama

ben gene de sormuş olayım.

biraz sormuş olmak için sorduğum çok sırıtmamıştır umarım.

bu iletiyi, silmek ya da editlemek işini anibala bırakırsanız sevinirim.

biraz da o bizim iletilerimizle uğraşsın, belki biraz empati yapma şansı bulur.

:p

[anibal 0]

>>> tamam, şimdi sayısal verinin kaydedilip saklanmasıyla ilgili birşeyler somutlaştı kafamda.

Bunları kaydetmek kolay.. Nasıl kolay.. Önce bunları taşımak gerektiğini düşünelim. Koca fotoğrafı nasıl taşırsınız? bütün olarak, birbirinden ayırmadan. Bu zordur, koca bir dağı yüklenmeye benzer. Böyle yapınca, her bir noktayı teker teker taşıyıp karşıdaki yerine koyabilirsiniz. Bir tek noktayı taşımakta, çocyuk oyuncağıdır, kabloya elektrik ver, sana 1 işte, elektriği kes, oldu sana 0.. Böylece bu resmi bir kablo üzerinden kolayca karşıya iletebilirsiniz.

Bunu saklamakta kolay artık.. Yanyana yaz bir ve sıfırları olsun btisin. Manyetik teybe saklamak, diske saklamak, CD'ye saklamak, artık çocuk oyuncağı. Manyetik teypte diskette, harddiskte filan, küçücük çubuk mıknatıslar vardır. Basitçe, N kutupları ilerdeyse, 1, S kutupları ilerdeyse, 0.. böyle böyle sakla, kolayca.. Tamam, modern harddiskelrde vs. kodlama için daha karmaşık şeyler kullanılıyor ama temelde prensip bu.. CD ise, ışığı yansıtan yüzey 1, yansıtamayan yüzey 0.. Evet, buda biraz daha karmaşık ama gene aynı prensip.. CD, manyetik teyp gibi şeylerde, genelde, uzunluk ile kodlama yapılır. Bu okuma hatalarını azaltmaya yarar. Yani, mors kodu gibi. CD'de örneğin, alçak ve yüksek alanlar bulunur. Lazer ışığı odaknalıp alçak ve yüksek alanalrı takip eder. Bir alçak alandan yükseğe veya tersine geçiş 1, geçiş yoksa sıfır olarak anlaşılır.. Bunlar, işin cilveleri, bu şekilde yapınca, daha çok bilgi sığar, üstelik daha kolay yapılabilir.

Analog kayıtlarda, verinin zamana göre genliği sürekli kaydedilir. Örneğin, bir manyetik banda, şu eski kasetler gibi, ses sinyalinin anlık şiddeti bandın üzerindeki manyetik malzemenin mıknatıslanma şiddetin belirler. Bu basit gibi görünse de, uygulamada bir sürü dert çıkarır. Gerek kayıt kafası, gerekse manyetik malzeme gelen sinyali doğrusal olarak manyetik alana çeviremez. Üstelik malzeme sorunları nedeniyle bu işlem çok hızlı yapılamaz. Sonuçta, siz oraya, 1 sn içinde 1V'tan düzgün bir hızla 2V'a çıkan sinyal kaydedersiniz, ama okuyunca, her 50ms için, 1V, 1.06V, 1.15V, 1.18V gibi doğrusal artmayan bir sonuç elde edersiniz..

Buda, analog sinyallern kayıt ve okunması esnasında distorsiyon denen, sinyal bozulmasına sebep olur. Zaten dijital teknoloji aslen bu yüzden icat edilmiş bir şey. Hazır sayı yapmışken bir şeyleri, biraz oynayalım, çarpalım bölelim hadi atraksiyonu, daha sonra ortaya çıkmış bir mevzu..

[Jeriko 0]

Şimdi kendimizi bir işlemciye dönüştüreceğiz ve işlem yapacağız.

Bisikletimizin tekerleğinin yol üzerinde bir tam tur attığında aldığı yolu ölçelim.(1mt olsun)

Bu arada bisikletimizin lastiğinin tabanına net gözüceke şekilde bir çizgi atalım.

Tekerlekteki bu çizgiyi bindiğimizde görecek şekilde en üste getirelim.(A konumu)

Bisikletimize binelim ve yol almaya başlayalım.

Çizgi A konumuna her geldiğinde biz göreceğiz ve biz 1 mt yol gitmiş olacağız.

Tekerlekteki çizginin saniyede 1 kere A konumuna gelmesi demek saniyede bir metre yol demektir.

Bu da; 60x1=60 metre/dakika eder.Dakikada 60 metre 60x60= 3600 metre/saat eder.Yani saatte 3.6 km.

Bisikletin gitmesi, yani bisiklet gidiyor demek anolog bir bilgidir.

Ama bisiklet saatte x kadar hızla gidiyor demek sayısal bir bilgidir.

Örneğimize dönecek olursak tekerleğin çok hızlı dönmesi durumda çizgiyi sayamayacağız.

Bu sebeple görerek saymak yerine, çizgi her A konumuna geldiğinde artan mekanik bir düzenek kurmak gerekir.

Örneğin tekerlek 1 tam tur attığında çok daha fazla devir yapan bir milin ucuna bir pervane koyabiliriz.

Pervanenin üflediği havanın karşısına 90 derece diklikte bir esnek yaprak(diafram) yerleştirilir.

Yaprağın üst kısmının sağa doğru örneğin 120 derece açı yapması demek 0 noktasına göre bir mesafe demektir.

Bu mesafeye 1 cm olsun ve oraya bir çizik atalım.

Biz şunu biliyoruz; yaprak sağa doğru 1 cm yer değiştirdiğinde 1 mt yol gitmiş olacağız.

İşte o attığımız çiziğin üzerine 3.6 km ibaresini yazabiliriz.

Bu mekanik anolog/sayısal dönüşümün fiziksel nedenlerden dolayı bir çok problemi olabilir.

Ama şimdi asıl konumuza dönelim; yani transistörün sayısal işlemler için neden gerekli olduğuna gelelim.

Varsayımsal olarak mekanik olarak bir km saati yapabiliyoruz.

Fakat bu saatten okuduğum değer ile ben daha karmaşık başka işlemler yapmak istiyorum.

Örneğin dizayn ettiğimiz mekanik km saatini alalım arabamıza takalım.

Şimdi ne kadar hızla gidersem ne kadar benzin harcarım, harcadığım benzinle ne kadar yol giderim.. gibi soruların cevabını verebilmem için okuduğum değeri işleme tabi tutmam gerekir.

Evet, bu yapılabilir belki ama kesin olarak çok fazla yere ve mekanik parçaya ihtiyaç olacaktır.

Çok daha fazla işlem ve değerler söz konusu olduğunda, özellikle birim zamanda yapılan işlemin hızlanmasından dolayı mekanik sistemimiz işlemez duruma gelecektir.

Evet, mekanik olarak bir bilgisayara yapılabilir.

Basit olsun diye söyleyeyim, duymuşsunuzdur, en eski mekanik bilgisayar diyecebileceğimiz abaküs vardır ortada.

Ama işlemcisi sizsiniz ve hem işlem nevi cinsinden hem işlem adeti bakımından sınırlı sayıda işlem yapabilirsiniz.

Yine çok fazla detaya girmeden anolog bilgilerin sayısala çevrilmesi ve mantıksal olarak işlenmesi için tansistörün varlığı kaçınılmaz oluyor.

Şimdi bisikletimize dönelim transiztörün anahtarlamada nasıl temel olarak kullanılabileceğine bakalım.

Burada yapacağım dizayn ilk aklıma gelen ve anlatmak istediğimi basit olarak anlatabilmem için yapılan dizaydır.

Elbette daha karışık ve profosyonel dizaynlar geliştirilebilir, hatta vardır da.

Şimdi tekerleğimize çizdiğimiz çizginin yerine janta, örneğin buzdolabı kapılarında kullanılan bir mıknatısı monte edelim.

Bu mıknatısın tekerin her tur attığında önünden geçeceği metal nüveli ve uygun sarım sayılı bir bobin oluşturalım.

Mıknatıs bu bobinin her bir önünden geçişinde bobin uçlarında gerilim indüklenmesi olacaktır.

İşte biz bu gerilimi transiztörümüzün base(beyz) baçağından girdiğimiz taktirde kollektöre-emiter arası iç direnç hızla küçülücektir.

Dolayısı ile eğer bu bacaklara uygun gerilimler bağlı ise, tekerimizin her bir turunda bir puls elde edeceğiz.

Bu elde ettiğimiz pulsı örneğin en basit TTL 7490 Binary sayıcı entegresinin clock girişine uyguladığımızda, çıkış 4 bit olduğundan 2 üzeri 4 sayısına kadar binary sistemde sayma yapabileceğiz.

Tr. lerin iki dioddan oluştuğu zaten yukarıda belirtilmiş.

Bir diodun iletime geçebilmesi için gerekli gerilim 0.7 Volttur.

Tr. iki dioddan oluşup tek pakette tolanan bir eleman olduğuna göre biz bu özelliği rahatlıkla kullanabiliriz.

Yani kısaca bisikletinizle ışık hızında bile giteseniz sizin kadar hızlı bir anahtarınız var;Transiztör.

İşte anolog bir bilgiyi 4 bit sayısal bir bilgiye çevirdik.

Mesala janta iki mıknatıs koyarak bu bilgiyi bölebiliriz de..Aklıma geldiği için söyledim..

Tr. ün sayısal devrelerde anahtarlama yapmak için neden ve nasıl kullanıldığını anlatmaya çalıştım.

Fakat Transiztör sayısal mantıkta başka işlere de yarar..

Başka yolu olsa da veya-veyadeğil mantıksal kapılarını en ucuz ve en basit olarak tr. ile oluşturabilirsiniz..

Sanıyorum burada vereceğimiz bilgileri de daha küçüğüne bölsek anlaşılabilirlik açısından daha faydalı olacak..

Bu sebeple şimdilik bitiriyorum..

[kodoman 0]

Kodoman şu an yazacak durumda değilim pek, çünkü biraz okuma yapmam gerekiyor. Lütfen devam et. Anibal senin de katkılarını bekliyorum.

Ben de yarın bir kaç günlüğüne şehir dışına çıkıyorum, ne kadar kalacağımdan da emin değilim

Işığın değerinin sayısal olarak ölçülmesini biraz açaar mısın? Bu nasıl oluyor tam oılarak?

Işığa farklı tepkiler veren bir çok elektronik komponent var. Fotodirenç, fotodiyot, fototransistör vs. Hepsinin kimi avantajları ve kimi dezavantajları var. Bu avantajları ve dezavantajları ayıklayabilecek birikime sahip değilim ama, yaklaşık olarak şu başlıklarda toplanıyor diyebiliriz:

* Üretim maliyeti

* Kulandığı enerji

* Işık şiddeti lineer alan çözünürlüğü ve tutarlılığı

* Tepki süresi

* Ek komponent işleme ihtiyaçları.

vs.

Bir de eski analog kameralarda kullanılan fotovolkaik tüpler vardır ki onlar ne menem bir şeydir pek fikrim yok

Tüm bu komponent ve yardımcı komponentlerle ışığın şiddetine göre dirençleri değişen araçlar üretilip, olduğu gibi işlenip, kaydedilebildiği gibi(analog), bazı analog sinyalleri dijital verilere dönüştüren samplerlar yardımıyla sayısallaştırılıp öyle de işlenebiliyor. Ama ışığın şiddetini sayısallaştırmak ile, görüntüyü kaydetmek birbirinden oldukça farklı konular.

[onyedi 0]

eski plaklar analog sistemi anlatmak için en güzel örnektir bence

plak üzerindeki sipral şeklindeki izin girinti ve çıkıntılarına göre titreyen piezo elektrik iğne

bunun aşağı yukarı titremesinin ürettiği elektrik akımının yükseltilmesiyle ses elde edilmesi

dijital sistemdede iğnenin hareketi sayıyla dışa yansıtılıyor

4 bit 15 sayısını

8 bit 255 sayısını

16 bit 65536 sayısını vs

örneğin 8 bitlik bir iğne max 255 ve min 0 sayıları arasında ses sinyaline göre değer alıyor

bit sayısı arttıkça çözünürlülük artıyor ve daha hassas sonuçlar elde ediliyor.

[kale 0]

Isigin sayisal olarak olculmesi icin oncelikle isiga genelde voltaj ya da direnc olarak tepki veren bir elemen alinir.

Bu componentin olctugu deger (adc) analog to digital converter ile orneklenir.Sonuc lineer degilse ya da sclasi farkli ise componentin ozelligine gore fonksiyondan gecirilebilir . Sayisal sonuc digital ortamda islenebilir saklanabilir. Ornekleme nin temelinde de yukarida bahsedilen transistorler ve opamplarlarla yapilan karsilastirma vardir.Daha da detayli bahsedilebilir.

Ayrica Veriyi saklamak icin orneklemenin yaninda kuantalama da yapilir.Kuantalama ayni ornekleme isleminin time domeninde de yapilmasi anlamindadir.

Ornekleme sayisal teknolojinin analog dunyaya entegre olmasi icin olmazsa olmaz yontemdir.Cunku gercek dunya tamamen analog ve nonlineer.Bu tarz sistemlerde islem yapmak daha zor.Bunun icin sayisal ve lineer modellemeler cok kullaniliyor.

Hatta temel muhedisligin ozeti bu iki islem bence.

[Jeriko 0]

Burada konu hakkında bir çok bilgi veriliyor ama sanki biraz hızlı gdiliyor..

Aslında hızlı demeyelim de anlatılanlar pratize edilse daha anlaşılır olunacak gibi..

Öncelikle ışığın ölçülmesi olayının net olmadığını düşünüyorum.

Işığın nesini ölçmek istiyoruz ya da ölçüyoruz?

Şiddetini mi, renk sıcaklığını mı, dalga boyunu mu, kadirini mi?

Işık özel bir yapı..Saymaya çalıştığım özellikler aslında birbirine çok yakın nicelikler..

Biri değişirse ona bağlı olarak diğer niceliklerde değişiyor..

Ben ışık konusunu şimdilik pas geçerek anlatılanlar ve konu başlığı çerçevesinde, anlaşılabilir olmak için bir pratik uygulama tasarısı yapmaya çalışacağım:

İki kardeşsiniz ve tarım ile uğraşıyorsunuz.

Fakat kardeşinizin evi sesinizi duyuramayacağınız karşı tepelerde.

Siz size yakın araziden kardeşiniz kendine yakın araziden sorumlu.

Farz edelim ki balkabağı tarımı yapıyorsunuz ve toplanan ürünleri birleştirip satıyorsunuz..

Yalnız akşam güneş batınca birbirinize topladığınız kabak sayılarını bildirmek zorundasınız.

Bunu nasıl yaparsınız?

Bunun olarca pratik yolu olabilir ama, bizi konumuz açısından bir yöntem ile gidelim.

Diyelim ki 200 yıl evvel yaşıyorsunuz elektrik yok.

Ve siz akşam hasat bitip hava kararınca bir gaz lambası alıyorsunuz ve kardeşinizin evinden görülecek bir yere çıkıyorsunuz.

Lamba yanıyor ve siz lambanın önünden topladığınız kabak adetince ışık geçirmez bir engel geçiriyorsunuz.

Kardeşiniz de karşıdan lambanının yanıp söndüğünü görüyor ve sayıyor.(seri iletişim)

Saydığı sayı o günkü topladığınız kabak sayısı oluyor.

Bu yöntem iyi fakat biraz zaman alıyor diye düşünüyor kardeşler.

Yani 5 kabak için lambanının ışığını 5 kere kesmeleri ve bunu sayabilmeleri için belli bir hızda yapmaları lazım.

Acaba diyorlar topladığımız kabak sayısnı bir ande ve bir kerede yollayabilirmiyiz?

Bunun yöntemini buluyor fakat birden fazla lambaya ihtiyaçları var.

Bugüne kadar bir günde en fazla 15 kabak toplamışlar, dolayısı ile en fazla 15 sayısını ifade edebilecekleri sistemi tasarlıyorlar.

2 lambayı belli bir uzaklıkta yan yana koyarak şöyle düşünüyorlar:

Lambalar yanmazsa sıfır kapak..lambaların soldaki yanar sağdaki yanmazsa 1, sağdaki yanar soldaki yanmazsa 2, her ikiside yanarsa 3 kabak şeklinde düşünüyorlar..

Burada durup biraz düşünelim, elimizde 2 değişken var;lamba yanık-lamba sönük.

Aslında lambayı söndürüp yakarak istediğimiz kadar bilgi yollabiliriz.

Ancak söndürüp-yakma hızı stabil olmalı ve arada belli bir süre beklenmeli.

Yani diyelim ki A harfi için 5 kere yakıp-söndürme yaparken B için 6 C için 7 yakıp söndürma yapıyorsunuz.

ABC bilgisini yollamak için önce 5 sonra 6 ve sonra 7 kere yakıp-söndürma yapmalısınız.

Ama bu sayıların ayırd edilebilmesi için A ile B arasında biraz beklemelisiniz.

İşte buna seri iletişimde stop biti deniyor ama biz yeniden örneğimize dönelim.

Kardeşler şunu fark ediyorlar; iki değişik durumdan hareketle, 2 üzeri lamba sayısı kadar değişik durumun varlığını.

Yani 2 lamba için 2x2=4 değişik durum iletebilirler. 3 lamba için 2x2x2=8 değişik durum iletebilirler.

İhtiyaçları olan rakam 15.Bunun için 4 lamba kullanıyorlar.Yani 2 üzeri 4, 2x2x2x2=16 değişik durum.

Şimdi 1=0 lamba yanıyor/ 0=Lamba yanmıyor şeklinde (aynı günümüzde gibi) tasarlayalım.

0 0 0 0 = 0 kabak

0 0 0 1 = 1 kabak

0 0 1 0 = 2 kabak

0 0 1 1 = 3 kabak

0 1 0 0 = 4 kabak

.......

1 1 1 1 = 15 kabak

Dileyen 4 bit binary sistemde 15 e kadar olan sayı tablosunu netten bulabilir, kısa olsun diye tamamını almadım.

Şimdi sıra geldi iki kardeşin topladıkları kabakların toplamına.

Yani lambalarla binary(ikili) sayı sistemine göre ifade ettiğimiz kabakların toplamını bulmaya..

Bunu nasıl yapacağız?

Tabi ki sayısal VEYA kapısı kullanarak..Peki bu nasıl olacak?

İyi çizim %50 çözümdür..Evet, anlaşılır olmak için şekil çizmem gerekli..

Umarım iyi çizebilirim.

Şimdi de şeklimize çiftçi kardeşlerin verilerini uygulamaya çalışalım.

Şekildeki A anahtarı 1. kardeş, B anahtarı, 2. kardeş durumundadır.

Kolay olması açısından 1. kardeşin yani A anahtarının alacağı pozisyonları belirleyelim:

1. kardeş 0001(1) şeklinde 2. kardeş 0010(2) şeklinde lambalarını yakmış olsun.

Yani ilk kardeş 1 kabak, ikinci kardeş 2 kabak toplamış olsun.

Yapacağımız işlem: 1+2=3 yani 0001+0010=0011 olmalı.

Şeklimize dönecek olursak, kardeşlerin verilerini soldan sağa binary toplamaya başlayalım;

Yani şekildeki tabloya göre verileri yerlerine koyalım:

A=Birinci kardeş B=İkinci kardeş

A nın 1. biti:0 [ve]+ B nin 1. biti:0 = Çıktı:0

A nın 2. biti:0 [ve]+ B nin 2. biti:0 = Çıktı:0

A nın 3. biti:0 [ve]+ B nin 3. biti:1 = Çıktı:1

A nın 4. biti:1 [ve]+ B nin 4. biti:0 = Çıktı:1

Çıktı kısmında en üstteki biti en sola yazarak aşağı doğru gelirsek 0011 yani 3 sayısını elde ederiz.

Yani görüldüğü üzere 1+2=3 işlemini elektronik mantık uygulayarak iki anahtar ve bir lamba ile yaptık.

Daha ileri seviyeler ve hızlar için şeklimizdeki anahtarlar yerine transiztör koymalıyız.

Transiztörün nasıl anahtar olarak kullanılacağı bir önceki iletimde yazmıştım.

Dış dünyadan anolog verileri elektriksel olarak sayısallaştırdığımızda aslında temelde 4 temel işlemi yaparız.

Şu anda bu yazıyı okuduğunuz Pc nizin içinde sadece bu işlemler yapılıyor.

Örneğimizden hareketle, kardeşlerin kabak bilgisini karşı tarafa çabuk aktarmalarının lamba sayısı ile doğru orantılı olduğunu hatırlayalım.

İşte günümüz bilgisayarlarında kullanılan merkezi işlemcilerin hızlı olması da lamba(transiztör) sayısına bağlıdır.

Geçmişten günümüze CPU larda kullanılan TR sayısının hız ile birlikte arttığını küçük bir inceleme ile görebilirsiniz.

Tabi ben elektronik sayısal mantığı çok kısa bir özetle anlatmaya çalıştım, umarım başarmışımdır.

Bununla ilgili olarak girilmesi gereken bir çok detay var ama onlara girmenin sanırım gereği yok.

Bu konulara yabancı okuyucular için anlattıklarım sıkıcı ve anlaşılmaz olabilir..

O yüzden bu nedenle burada anlatmaya çalıştığım mantık ile neler yapılabileceğine dair bir kaç eğlenceli video linki vereyim;

Anolog-sayısal/sayısal-anolog çevirme işlemi:Hacker saldırı

http://vidomido.superonline.com/video/2008/12/05/12822.html

İlginç bir lazer:

http://vidomido.superonline.com/video/2009/08/07/15444.html

Eğer bu "ciddi bir şaka" değilse sayısal teknolojinin geldiği nokta insanı tedirgin eder boyuta ulaşmış demektir.

İzleyin kararı siz verin..

http://vidomido.superonline.com/video/2008/11/13/12002.html

Ağustos 20, 2009 tarihinde Jeriko tarafından düzenlendi

[onyedi 0]

sayısal teknolojiyi pratik olarak kullanırken illada elektriği kullanmak zorunda değiliz.

yöntem ikilik sayma sistemi olduktan sonra hemen her şeyle bilgi iletile bilir hemde hemen her bilgi

ama elektriğin hızı ışık hızına eşit olduğundan ve transistörden dolayı elektrik ve elektronik

mecburan ikilik sistemin bir parçası olmuş.

[kodoman 0]

Sehir disinda oldugum icin bir baslik biraz oksuz kalmis, bir kac gune donecegimi umit ediyorum.

O zaman kaldigim yerden devam ederim.